Biodiversität, Umweltverschmutzung & Klimawandel: Ursachen & Folgen

Wirtschaftliche Gründe für den Erhalt der Biodiversität

• Rohstoffe und Nahrungsmittel: Direkte Nutzung von Naturprodukten.
• Gesundheit: Quelle für Medikamente und Ökosystemleistungen, die die menschliche Gesundheit fördern.
• Stabilität von Ökosystemen: Resilienz gegenüber Störungen und Aufrechterhaltung lebenswichtiger Prozesse.
• Ethische Gründe: Verantwortung für zukünftige Generationen und den intrinsischen Wert des Lebens.

Biodiversität und Artensterben

Der Living Planet Index

Der Living Planet Index (LPI) ist ein Indikator, der die Entwicklung der Artenvielfalt weltweit aufzeigt.

Gefährdete Arten: Die kritische Zahl

Eine Art gilt als gefährdet, wenn ihre Populationsgröße unter eine kritische Zahl fällt, die für ihre Erholung und das langfristige Überleben notwendig ist.

Hauptursachen des Artensterbens

• Verlust und Degradation von Lebensräumen (anthropogen):
  • Habitatfragmentierung: Zerstückelung von Lebensräumen, z.B. durch Infrastruktur. Beispiel: Der Jaguar.
• Einführung invasiver Arten: Nicht-einheimische Arten, die heimische Ökosysteme stören. Beispiel: Der Amerikanische Flusskrebs.
• Auftreten von Krankheitserregern: Neue oder wiederauflebende Krankheiten, die Populationen dezimieren.
• Übermäßige Ausbeutung von Ressourcen: Übernutzung natürlicher Ressourcen, z.B. Überfischung oder Zerstörung von Seegraswiesen (wie Posidonia oceanica).
• Klimawandel: Veränderungen in Temperatur, Niederschlag und Extremwetterereignissen.
• Naturkatastrophen:
  • Verursacht durch menschliche Aktivitäten (z.B. Dammbrüche, Industrieunfälle).
  • Natürliche Phänomene.

Risikobewertung von Naturkatastrophen

Das Risiko (Risk) einer Katastrophe kann als Produkt von Bedrohung (Threat), Anfälligkeit (Vulnerability) und Exposition (Exposure) verstanden werden:

Risk = Threat × Vulnerability × Exposure

Die Faktoren Anfälligkeit und Exposition sind maßgeblich durch menschliche Entscheidungen beeinflussbar.

Grundlegende Umweltkonzepte

Die Gaia-Theorie

Eine Reihe von Hypothesen, die das Ökosystem Erde als ein sich selbst regulierendes, globales System betrachten.

Natürliche Ressourcen

Güter und Dienstleistungen, die von der Natur bereitgestellt werden und menschliche Bedürfnisse erfüllen.

• Erneuerbare Ressourcen: Können sich ohne Erschöpfung regenerieren (z.B. Sonnenenergie, Windenergie, nachhaltig genutzte Wälder).
• Nicht erneuerbare Ressourcen: Sind nur begrenzt verfügbar und können sich nicht oder nur über geologische Zeiträume regenerieren (z.B. fossile Brennstoffe, Mineralien).

Folgen der Ressourcenerschöpfung

• Entwaldung
• Verdrängung von Bevölkerungsgruppen
• Soziale Konflikte
• Negative Auswirkungen auf die Landschaft

Umweltdegradation

Bodenabbau

• Physischer Abbau:
  • Bodenverdichtung: Verursacht durch schwere Maschinen oder Vieh.
• Chemischer Abbau:
  • Versalzung: Ansammlung von Salzen.
  • Nährstoffauswaschung: Verlust wichtiger Bodennährstoffe.
  • Versauerung: Abnahme des pH-Werts des Bodens.
• Biologischer Abbau:
  • Verlust an organischer Substanz und Biodiversität im Boden.

Klimatische Verschlechterung der Bodenqualität

Die Bodenqualität kann sich durch klimatische Faktoren verschlechtern. Eine verbesserte Landbedeckung (Land Cover) kann die Bodenstruktur stabilisieren und sie widerstandsfähiger machen.

Entwaldung

Die Umwandlung von dauerhaften Waldflächen in andere Nutzungsformen.

Wüstenbildung

• Natürliche Wüstenbildung: Ein natürlicher Prozess der Wüstenentstehung.
• Anthropogene Wüstenbildung: Bodendegradation in trockenen Regionen, verursacht durch eine Kombination aus natürlichen und menschlichen Faktoren.

Versalzung

Die Ansammlung von Salzen im Boden, oft durch die Verdunstung von übermäßiger Bewässerung.

Gründe für die Wüstenbildung

• Waldbrände
• Abholzung
• Überweidung
• Intensive Landwirtschaft

Maßnahmen zur Verhinderung der Wüstenbildung

• Erhaltung und Wiederherstellung einheimischer Wälder.
• Wiederaufforstung von degradierten Flächen.
• Verhinderung der Bodenerosion.
• Anwendung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken.

Umweltschutz und Biosphäre

Die Biosphäre

Der Teil der Erde, in dem Leben gedeiht.

Abfall und Umweltverschmutzung

Definition von Umweltverschmutzung

Eine Veränderung der Eigenschaften einer Umwelt durch die Beimischung von Störungen, die die Eigenschaften von Ökosystemen negativ beeinflussen.

Luftverschmutzung

Das Vorhandensein von Fremdstoffen in der Atmosphäre oder von atmosphärischen Gasen in höherer als ihrer normalen Konzentration.

Typen von Luftschadstoffen

• Primärschadstoffe: Werden direkt von einer Quelle in die Atmosphäre emittiert und sind leicht identifizierbar (z.B. Schwefeldioxid aus Industrieabgasen).
• Sekundärschadstoffe: Entstehen durch chemische Reaktionen von Primärschadstoffen mit anderen Substanzen in der Atmosphäre (z.B. Ozon in Bodennähe).

Quellen der Luftverschmutzung

• Natürliche Quellen: Vulkane, Waldbrände, Pollen.
• Anthropogene Quellen: Industrie, Verkehr, Landwirtschaft, Energieerzeugung.

Photochemischer Smog

Eine Art von Luftverschmutzung, die durch die Reaktion von Sonnenlicht mit Schadstoffen entsteht (Smog = Smoke + Fog). Tritt häufig in Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung auf.

Der Klimawandel

Langfristige Veränderungen der klimatischen Bedingungen auf dem Planeten.

Der Treibhauseffekt

Das Phänomen, durch das die Oberflächentemperatur der Erde aufgrund der Absorption und Re-Emission von Infrarotstrahlung durch Treibhausgase in der Atmosphäre höher ist.

Die Ozonschicht

Eine Region der Atmosphäre, in der Sauerstoff mit ultraviolettem Licht der Sonne reagiert und eine höhere Konzentration von Ozon (O₃) aufweist. Sie schützt die Erde vor schädlicher UV-Strahlung.

Das Ozonloch

Die saisonale Abnahme der Ozonkonzentration über der Antarktis, die typischerweise im australischen Frühling beginnt.

Saurer Regen

Ein Phänomen, bei dem Stickoxide und Schwefeldioxid in die Atmosphäre emittiert werden und sich, gelöst in Regentropfen, im Boden ablagern, was zu einer Versauerung führt.

Städtische Luftverschmutzung

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung in Großstädten, oft gekennzeichnet durch Smog und hohe Konzentrationen von Feinstaub.

Wasserverschmutzung

Die Verunreinigung aquatischer Systeme durch vorsätzliche oder unbeabsichtigte Einleitungen.

Folgen der Wasserverschmutzung

• Toxizität für Wasserorganismen und Menschen.
• Anoxie (Sauerstoffmangel) in Gewässern.
• Ölverschmutzungen.
• Eutrophierung (Überdüngung von Gewässern, oft durch Nährstoffeintrag).

Quellen der Wasserverschmutzung

• Punktquellen: Leicht identifizierbare Quellen (z.B. Industrieabwässer, Bergbau).
• Diffuse Quellen: Schwer identifizierbare, weit verbreitete Quellen (z.B. landwirtschaftliche Abflüsse, städtische Abwässer).

Städtischer Abfall

Abfall, der im Rahmen einer Stadt erzeugt wird.

• Persistenz: Die Fähigkeit von Chemikalien, in der Umwelt zu verbleiben.
• Volatilität: Die Fähigkeit von Chemikalien, sich in der Umwelt zu verteilen (z.B. durch Verdampfung).

Energiebezogene Umweltverschmutzung

• Lichtverschmutzung: Der Einfluss künstlicher Lichtstreuung, die die natürliche Dunkelheit des Nachthimmels reduziert.
• Lärmbelästigung (Akustische Verschmutzung): Eine Erhöhung des Lärmpegels in der Umwelt.
• Radioaktive Verschmutzung: Erhöhte Emissionen, die durch die Nutzung der Kernenergie oder andere radioaktive Quellen entstehen.